7.3. Классификация веществ биосферы

Предпосылки появления биосферы на нашей планете сложились в ходе длительного процесса саморазвития вещества Вселенной. Развивающееся со времени образования Вселенной живое вещество в ходе своего усложнения около 5 млрд. лет назад стало живым, способным самовоспроизводиться.

Планета Земля прошла 5 основных этапов развития (Челноков, Ющенко, 2001): 1. Эволюция атомов. Образовались основные химические элементы. Сформировался эмбрион планеты – протопланетарное облако.

2. Химическая эволюция. Атомы объединились в молекулы возрастающей величины и сложности. Появились первые органические молекулы, которые впоследствии дали начало жизни на Земле.

3. Геологическая эволюция. Образовалось многообразие пород и минералов, сформировались атмосфера, гидросфера и литосфера.

4. Эволюция органического мира. Химическая эволюция макромолекул перешла в биологическую эволюцию организмов.

5. Культурная, или техногенная эволюция. Начинается с появления человека умелого (Homo habilis) и продолжается по настоящее время.

Первый этап продолжался около 1 млрд. лет. Типичные черты геологической эволюции проявились около 4,5 млрд. лет назад, когда формируется макроструктура Земли. В макроструктуре различают: 1 - плотное двухслойное ядро с радиусом 2400 км, 2 – более легкую мантию толщиной 2900 км, 3 – земную кору, имеющую мощность от 5 до 50 км. Земная кора более тонкая на дне океанических впадин и более мощная на континентах. Древнейшим породам на Земле, обнаруженным в подводных хребтах южной части Атлантического океана, насчитывается 4,5 млрд. лет. Эндербиты, найденные в Восточной Антарктиде (Земля Эндерби), имеют возраст около 4 млрд. лет.

Возраст Земли как планеты составляет 5 млрд. лет, возраст мантии – 4,5 млрд. лет, возраст земной коры – 3,2-4 млрд. лет. Биологическая эволюция началась 3,2 -3,5 млрд. лет назад. Первые живые организмы появились на Земле в среднем архее – 3,5-3,8 млрд. лет назад (табл. 7).

Таблица 7

Основные подразделения геохронологической шкалы существования планеты и развития биосферы (по Т.Николову, 1986)

Эон (эонотема)	Эра (эратема)	Период (система)	Продолжительность, млн лет	Возраст нижней границы, млн лет
Фанерозой	Кайнозой	Четвертичный	2	2
		Третичный	65	67
	Мезозой	Мел	70	137
		Юра	58	195
		Триас	35	195
	Палеозой	Пермь	55	285
		Карбон	65	350
		Девон	55	405
		Силур	35	440
		Ордовик	60	500
		Кембрий	100	600
Криптозой	Протерозой	Венд	100	700
		Рифей	1000	1700
		Афебий	1000	2700
Архей			2300	4500-5000

Биосфера представляет собой гигантскую биологическую систему, включающую огромное разнообразие составляющих компонентов.

В.И.Вернадский разработал классификацию веществ биосферы. Он выделил 7 групп веществ биосферы:

1. Живое вещество – это совокупность растений, животных, микроорганизмов (то есть продуцентов, консументов, редуцентов), населяющих биосферу. Живое вещество биосферы на 99,5% представлено растениями. Биомасса живого вещества биосферы составляет 6065 млрд.т. Сухое вещество биомассы биосферы составляет 2135 млрд.т. Общее количество энергии, преобразуемой биотой биосферы за один год, составляет 10²² Дж.

2. Косное вещество – это совокупность веществ, в образовании которых живые организмы не участвовали; это вещество образовалось до появления жизни на Земле (горные, скалистые породы, вулканические извержения).

3. Биогенное вещество – продукты жизнедеятельности живых организмов – осадочные породы органического происхождения (каменный уголь, нефть, торф, мел, известняк).

4. Биокосное вещество – это вещество, созданное совместно живыми организмами и косной средой (почва, кора выветривания, природная вода).

5. Радиоактивное вещество – это совокупность всех изотопных элементов, находящихся в состоянии радиоактивного распада.

6. Вещество рассеянных атомов – это совокупность всех элементов, находящихся в атомарном состоянии и не входящих в состав никакого другого вещества.

7. Космическое вещество – это совокупность веществ, попадающих в биосферу из космоса и имеющих космическое происхождение (метеориты, космическая пыль).